“Gewoon een turbo erop zetten” is misschien wel de meest gehoorde zin in elk tuninggesprek. Maar wist je dat er ook totaal andere soorten drukvulling bestaan? Denk aan de supercharger, ofwel compressor. Beide systemen doen in de kern hetzelfde: meer lucht in de cilinder proppen dan de motor er op eigen kracht in zou krijgen zodat je met dezelfde hoeveelheid brandstof meer vermogen uit een motor haalt. Maar de manier waarop ze dat voor elkaar krijgen en wat dat betekent voor hoe de auto aanvoelt verschilt nogal.
Hoe een turbo(charger) werkt
Een turbo hangt aan het uitlaatspruitstuk van je motor. Zodra de uitlaatgassen de uitlaatpoort verlaten, blazen ze langs een turbinewiel en laten dat ronddraaien. Dat turbinewiel zit via een as vast aan een compressorwiel aan de andere kant van de behuizing en dat compressorwiel zuigt op zijn beurt lucht aan en perst die samen voordat de samengeperste (en dus dichtere) lucht naar het inlaatsysteem gaat.
Het bijzondere: turbo’s draaien met dit proces tot wel 200.000 toeren per minuut. Dat vraagt om precisiewerk op het gebied van smering (er loopt continu motorolie doorheen om de lagers te koelen en te smeren) en balancering. Een turbo die ook maar een beetje uit balans is slijt zichzelf niet normaal snel kapot.
Het grote voordeel van een turbo of grotere turbo: je haalt (bij oudere atmosferische motoren en moderne turbo motorren) een behoorlijke hoeveelheid meer vermogen uit een kleinere motorinhoud en het systeem zelf neemt relatief weinig ruimte in onder de motorkap. Het nadeel zit ‘m vooral in de complexiteit: een turbo beperkt de uitlaatgasstroom enigszins (wat warmte oplevert), dit vraagt vaak om aanpassingen aan het uitlaatsysteem en heeft over het algemeen meer onderhoud nodig dan een atmosferische motor.
Hoe een supercharger werkt
Een supercharger, in het Nederlands ook wel compressor genoemd werkt mechanisch in plaats van op uitlaatgassen. Hij wordt via een riem rechtstreeks aangedreven door de motor zelf wat betekent dat zijn toerental direct gekoppeld is aan het toerental van de motor. Geef je gas dan draait de compressor sneller mee en bouwt hij vrijwel onmiddellijk boost druk op, zonder te hoeven wachten tot er genoeg uitlaatgasdruk is opgebouwd zoals bij een turbo.
Dat directe verband met het motortoerental heeft nog een praktisch voordeel: een supercharger heeft geen wastegate nodig (het klepje dat bij een turbo overtollige uitlaatgasdruk aflaat om de boost te begrenzen) omdat de druk simpelweg meebeweegt met hoe hard je rijdt.
De keerzijde: om die compressor aan te drijven kost het de motor zelf vermogen. In sommige gevallen tot wel 100 pk aan aandrijfkracht, afhankelijk van het type en de grootte. Dat vermogen haal je dus nooit helemaal terug ook al levert de supercharger per saldo nog altijd een fors netto-voordeel op. Daarnaast zijn superchargers fysiek bijna altijd groter dan een turbo, wat inbouw in een krappe motorruimte lastiger kan maken.
Drie smaken supercharger
Niet elke supercharger werkt hetzelfde. Er zijn grofweg drie types:
- Roots-compressor: het oudste en simpelste ontwerp met twee ronddraaiende lobben die lucht naar binnen “schuiven” in plaats van echt comprimeren. Het meest betrouwbare type en sterk in het leveren van koppel bij lage toerentallen maar wel het minst efficiënt van de drie.
- Twin-screw-compressor: twee in elkaar grijpende schroefvormige rotors die de lucht al vóór de uitlaat comprimeren. Aanzienlijk efficiënter dan een Roots-uitvoering (70 tot 80 procent efficiënter), met een prettig direct gasrespons. Een populaire keuze voor gewone personenauto’s.
- Centrifugale compressor: werkt qua opbouw eigenlijk het meest als een turbo (een waaier die lucht naar buiten slingert), maar dan mechanisch aangedreven via een riem in plaats van door uitlaatgassen. Zeer efficiënt, maar heeft hoge toerentallen nodig voordat er merkbare boost ontstaat.
Turbolag: de bekendste bijwerking
Het bekendste nadeel van een turbo is “turbolag”: het korte moment van vertraging tussen het moment dat je gas geeft en het moment dat de turbo daadwerkelijk de boostdruk levert. Dit komt doordat de turbine in de turbo eerst tijd nodig heeft om op toeren te komen. Er moet dus eerst voldoende uitlaatgasstroom zijn voordat het turbinewiel hard genoeg draait.
Fabrikanten pakken dit op verschillende manieren aan. Een kleinere turbo komt sneller op toeren (minder lag) maar loopt sneller tegen zijn maximale capaciteit aan bij hoge toerentallen; een grotere turbo levert meer topvermogen maar reageert trager. Sommige auto’s gebruiken twee turbo’s van verschillende grootte (sequentieel of parallel) om het beste van beide werelden te combineren. Een supercharger heeft dit probleem in essentie niet, simpelweg omdat hij nooit hoeft te “wachten” op uitlaatgasdruk.
En dan is er nog de twincharger…
Sommige fabrikanten combineren beide systemen in één motor: een zogenoemde twincharger-opstelling. De supercharger levert dan de directe respons en het koppel bij lage toerentallen (waar een turbo nog moet “opstarten”), terwijl de turbo het vermogen bij hogere toerentallen erbij trekt zodra hij eenmaal op snelheid is. Het is een technisch complexe en dure oplossing, maar wel eentje die de zwakke punten van beide systemen grotendeels wegpoetst. Denk hierbij aan bepaalde kleine, zuinige motoren die toch een verrassend directe en brede vermogenscurve moeten leveren.
Bekende voorbeelden uit de praktijk
Een paar herkenbare voorbeelden maken het verschil concreet. De Dodge Hellcat-modellen met hun beruchte 6.2-liter Hemi V8, draaien in standaardvorm op een supercharger. Vandaar dat unieke, hoogfrequente gefluit dat je op elk Hellcat filmpje op internet hoort in plaats van het “whoosh”-geluid van een turbo die zijn boost aflaat. Aan de andere kant koos Volkswagen van 2005 t/m 2016 voor zijn kleine 1.4 TSI-motor een twincharger-opstelling: een mechanisch aangedreven compressor voor de directe respons bij lage toeren gecombineerd met een turbo voor het vermogen daarboven.
Onderhoud en betrouwbaarheid: geen wereld van verschil, wel een ander soort aandacht
Beide systemen vragen om aandacht, maar niet om dezelfde reden. Een turbo leeft van schone motorolie en voldoende afkoeltijd. Rijd je je getunede turbocharged auto hard en zet je ‘m direct daarna uit zonder de motor even te laten “uitzakken” dan kook je de olie in de lagers van de nog gloeiend hete turbo. Dat is de veel voorkomende doodsoorzaak van veel turbo’s. Een supercharger heeft dat probleem niet maar de riem en interne tandwielen (bij een Roots- of twin-screw-uitvoering) vragen op hun beurt om periodieke controle en smering. Geen van beide systemen is per definitie onbetrouwbaarder dan het ander. Het is vooral een kwestie van weten waar de zwakke plek zit en daar rekening mee houden.
Welke past bij jouw build?
Voor de meeste straatauto’s en tuningprojecten is een turbo tegenwoordig de standaardkeuze. Logisch, want fabrikanten kiezen ‘m massaal vanwege de combinatie van compact formaat en efficiëntie. Uiteraard zien fabrikanten van aftermarket producten dit ook en spelen zij in op deze markt. Wil je een kleine motor flink meer power geven zonder de motorruimte te herontwerpen, dan is een turbo-installatie meestal de praktischere route.
Een supercharger is interessant als je juist die directe ongefilterde gasrespons zoekt: geen wachten, geen turbo-lag, gewoon vermogen zodra je het gaspedaal beweegt. Dat maakt het een populaire keuze in bepaalde drag race en trackbuilds waar voorspelbaarheid en directheid boven pure topefficiëntie gaan. De praktische keerzijde (ruimtebeslag, mechanisch vermogensverlies) is voor veel straatbouwers wel reden om toch voor een turbo te kiezen.
Uiteindelijk is er geen absoluut “beter”: het hangt af van wat je met de auto wilt. Zoek je maximale efficiëntie en topvermogen uit een compacte installatie, dan is een turbo je antwoord. Zoek je onmiddellijke respons en ben je bereid daar wat aan efficiëntie voor in te leveren, dan past een supercharger beter. En als je financieel en technisch alles uit de kast wilt trekken: een twincharger-opstelling geeft je in theorie het beste van beide, tegen een prijs en complexiteit die daarbij past.
Schrijft voor Tragass over alles wat rijdt.
